Галлиевое сканирование - Gallium scan

Сканирования галлия представляет собой тип ядерной медицины теста , который использует либо галлий-67 ( ⁶⁷ Ga) или галлий-68 ( ⁶⁸ Ga) радиофармпрепарат , для получения изображений определенного типа ткани или патологического состояния ткани. Могут использоваться соли галлия, такие как цитрат галлия и нитрат галлия . Форма соли не имеет значения, поскольку активен свободно растворенный ион галлия Ga ³⁺ . Оба ⁶⁷ Ga и ⁶⁸ Ga соли имеют аналогичные механизмы поглощения. Галлий также можно использовать в других формах, например, ⁶⁸ Ga-PSMA используется для визуализации рака . Гамма - излучение галлия 67 изображается с помощью гамма - камеры , в то время как позитронно - эмиссионной галлия 68 изображается с помощью позитронно - эмиссионной томографии (ПЭТ).

Соли галлия поглощаются опухолями, воспалениями, острыми и хроническими инфекциями, что позволяет визуализировать эти патологические процессы. Галлий особенно полезен для визуализации остеомиелита , поражающего позвоночник, а также для визуализации старых и хронических инфекций, которые могут быть причиной лихорадки неизвестного происхождения .

Сканирование цитрата галлия

Сканирование с галлием показывает паттерны панды (A) и лямбда (B), которые считаются специфичными для саркоидоза в отсутствие гистологического подтверждения.

В прошлом сканирование с галлием было золотым стандартом для определения стадии лимфомы , пока его не заменили позитронно-эмиссионной томографией с использованием флудезоксиглюкозы (ФДГ). Визуализация галлия по-прежнему используется для визуализации воспалений и хронических инфекций, и иногда с ее помощью можно обнаружить неожиданные опухоли, поскольку он поглощается многими видами раковых клеток в количествах, превышающих таковые в нормальных тканях. Таким образом, повышенное поглощение галлия-67 может указывать на новую или старую инфекцию, очаг воспаления по любой причине или злокачественную опухоль.

Было высказано предположение, что визуализация галлия может стать устаревшей техникой, а визуализация лейкоцитов индия и антител к технецию к гранулоцитам заменят ее в качестве механизма обнаружения инфекций. Для обнаружения опухолей , особенно лимфом , визуализация с использованием галлия все еще используется, но в будущем она может быть заменена визуализацией ПЭТ с флудезоксиглюкозой .

При инфекциях сканирование с галлием имеет преимущество перед визуализацией лейкоцитов индия при визуализации остеомиелита (инфекции костей) позвоночника, инфекций и воспалений легких, а также при хронических инфекциях. Отчасти это связано с тем, что галлий связывается с мембранами нейтрофилов даже после смерти нейтрофилов. Визуализация лейкоцитов индия лучше подходит для острых инфекций (где нейтрофилы все еще быстро и активно локализуются в инфекции), а также для остеомиелита, не затрагивающего позвоночник, а также для инфекций брюшной полости и таза . Как галлиевое сканирование, так и визуализация лейкоцитов индия могут использоваться для визуализации лихорадки неизвестного происхождения (повышение температуры без объяснения причин). Однако сканирование лейкоцитов индия позволяет выявить только 25% таких случаев, вызванных острыми инфекциями, в то время как галлий также локализуется в других источниках лихорадки, таких как хронические инфекции и опухоли.

Механизм

Организм обычно обрабатывает Ga ^3+, как если бы это было трехвалентное железо (Fe-III), и, таким образом, свободный изотопный ион связывается (и концентрируется) в областях воспаления, таких как место инфекции, а также в областях быстрого деления клеток. Галлий (III) (Ga ³⁺ ) связывается с трансферрином , лейкоцитарным лактоферрином , бактериальными сидерофорами , воспалительными белками и клеточными мембранами нейтрофилов, как живых, так и мертвых.

Лактоферрин содержится в лейкоцитах. Галлий может связываться с лактоферрином и транспортироваться к участкам воспаления или связываться с лактоферрином, высвобождающимся во время бактериального фагоцитоза на участках инфекции (и остается из-за связывания с рецепторами макрофагов ). Ga-67 также присоединяется к молекулам сидерофоров самих бактерий, и по этой причине может использоваться у пациентов с лейкопенией и бактериальной инфекцией (здесь он присоединяется непосредственно к бактериальным белкам, и лейкоциты не нужны). Считается, что поглощение связано с рядом свойств опухоли, включая перенос рецепторов, анаэробный метаболизм опухоли, перфузию опухоли и проницаемость сосудов .

Общие показания

• Обследование всего тела для определения источника лихорадки у пациентов с лихорадкой неизвестного происхождения.
• Выявление воспаления / инфекции легких и средостения , особенно у пациентов с ослабленным иммунитетом .
• Оценка и наблюдение за активными лимфоцитарными или гранулематозными воспалительными процессами, такими как саркоидоз или туберкулез .
• Диагностика остеомиелита позвоночника и / или инфекции дискового пространства, когда Ga-67 предпочтительнее меченых лейкоцитов.
• Диагностика и наблюдение за лечением забрюшинного фиброза .
• Оценка и последующее наблюдение в отношении легочной токсичности, вызванной лекарственными средствами (например, блеомицина, амиодарона)
• Обследование пациентов, не являющихся кандидатами на сканирование WBC (количество лейкоцитов менее 6000).

Обратите внимание, что все эти условия также наблюдаются при сканировании ПЭТ с использованием галлия-68.

Техника

Основной ( ⁶⁷ Ga) метод использует сцинтиграфию для получения двумерных изображений. После введения трассера изображения обычно делаются гамма-камерой через 24, 48, а в некоторых случаях 72 и 96 часов спустя. Каждый набор изображений занимает 30–60 минут, в зависимости от размера отображаемой области. Полученное изображение будет иметь яркие области, на которых собрано большое количество индикатора, потому что присутствует воспаление или происходит быстрое деление клеток. Также могут быть получены изображения однофотонной эмиссионной компьютерной томографии (ОФЭКТ). В некоторых центрах визуализации изображения SPECT могут быть объединены со сканированием компьютерной томографии с использованием программного обеспечения для слияния или гибридных камер SPECT / CT, чтобы наложить как физиологическую информацию изображения из сканирования галлия, так и анатомическую информацию из сканирования CT.

Обычные дозы инъекций составляют около 150 мегабеккерелей . Как правило, визуализация должна быть не раньше, чем через 24 часа - высокий фон в это время дает ложноотрицательные результаты. Подходят 48-часовые снимки всего тела. Отсроченное изображение может быть получено даже через 1 неделю или дольше после инъекции, если кишечник вызывает затруднения. ОФЭКТ может выполняться по мере необходимости. Перед визуализацией можно назначить оральные слабительные или клизмы, чтобы снизить активность кишечника и уменьшить дозу на толстую кишку; однако полезность подготовки кишечника остается спорной.

От 10% до 25% дозы галлия-67 выводится в течение 24 часов после инъекции (большая часть которого выводится через почки). Через 24 часа основным экскреторным путем является толстая кишка. «Орган-мишень» (орган, получающий наибольшую дозу облучения при среднем сканировании) - толстая кишка (толстая кишка).

При обычном сканировании поглощение галлия наблюдается в широком диапазоне мест, которые не указывают на положительный результат. Обычно это мягкие ткани, печень и кости. Другими местами локализации могут быть носоглотка и слезные железы, грудь (особенно в период лактации или беременности ), нормально заживающие раны, почки, мочевой пузырь и толстая кишка.

Галлиевый ПСМА сканирование

КТ (слева) и ПЭТ-сканирование с галлиевым ПСМА (справа) пациента с метастазами рака простаты в кости

Изотоп, излучающий позитроны, ⁶⁸ Ga, можно использовать для нацеливания на простатоспецифический мембранный антиген (PSMA), белок, который присутствует в клетках рака простаты . Было показано, что этот метод улучшает обнаружение метастазов по сравнению с МРТ или КТ .

В декабре 2020 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило Gallium ⁶⁸ Ga PSMA-11 для медицинского использования в Соединенных Штатах. Он показан для позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) поражений, вызванных специфическим мембранным антигеном простаты (ПСМА), у мужчин с раком простаты. Он изготовлен на базе биомедицинского циклотрона Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. FDA одобрило ⁶⁸ Ga PSMA-11 на основании данных двух клинических испытаний (Испытание 1 / NCT0336847, идентичное NCT02919111 и Испытание 2 / NCT02940262, идентичное NCT02918357) участников мужского пола с раком простаты. У некоторых участников недавно был диагностирован рак простаты. Другие участники лечились и раньше, но было подозрение, что рак распространяется из-за повышения уровня специфического антигена простаты или ПСА. Испытания проводились в двух центрах США.

США пищевых продуктов и медикаментов (FDA) рассматривает ⁶⁸ Ga ПСМА-11 , чтобы быть первым в своем классе лекарств .

Общие показания

Сканирование ПСМА с галлием рекомендуется в первую очередь в случаях биохимического рецидива рака простаты, особенно для пациентов с низкими значениями ПСА , а также для пациентов с заболеванием высокого риска, когда метастазы считаются вероятными.

Техника

Внутривенное введение 1,8-2,2 megabecquerels из ⁶⁸ Ga PSMA-11 на килограмм веса тела рекомендуется. Визуализацию следует начинать примерно через 60 минут после приема препарата от середины бедра до основания черепа.

Сканы галлия DOTA

Пептиды, конъюгированные с ⁶⁸ Ga DOTA (включая ⁶⁸ Ga DOTA-TATE , DOTA-TOC и DOTA-NOC ), используются в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ-визуализация) нейроэндокринных опухолей (NET). Сканирование похоже на сканирование октреотида SPECT в том, что используется аналог соматостатина , и есть аналогичные показания и применения, однако качество изображения значительно улучшается. Рецепторы соматостатина сверхэкспрессируются во многих NET, так что пептид, конъюгированный с ⁶⁸ Ga DOTA, преимущественно захватывается в этих местах и ​​визуализируется на сканировании. А также диагностики и постановка Сетки, ⁶⁸ Ga DOTA , конъюгированный пептид формирование изображения может быть использован для планирования и дозиметрии в рамках подготовки к лютецию -177 или иттрий-90 DOTA терапии .

В июне 2016 года Netspot (набор для приготовления инъекции дотатата галлия Ga 68) был одобрен для медицинского использования в США.

В августе 2019 года инъекция эдотреотида ⁶⁸ Ga ( ⁶⁸ Ga DOTATOC) была одобрена для медицинского применения в США для использования с позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ) для локализации нейроэндокринных опухолей (НЕТ), положительных по рецепторам соматостатина (NET), у взрослых и детей.

США пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило ⁶⁸ Ga DOTATOC на основе фактических данных из трех клинических испытаний (Trial 1 / УСС # 1619865, Trial 2 / NCT # 1869725, Trial 3 / NCT # 2441062) 334 известных или подозреваемых нейро-эндокринных опухоли. Испытания проводились в США.

Радиохимия галлия-67

Цитрат галлия-67 производится на циклотроне. Бомбардировка заряженными частицами обогащенного Zn-68 используется для получения галлия-67. Затем галлий-67 образует комплекс с лимонной кислотой с образованием цитрата галлия. Период полураспада галлия-67 составляет 78 часов. Он распадается за счет захвата электронов , а затем испускает гамма-лучи при снятии возбуждения , которые регистрируются гамма-камерой. Первичное излучение составляет 93 кэВ (содержание 39%), за ним следуют 185 кэВ (21%) и 300 кэВ (17%). Для получения изображений используются несколько энергетических окон гамма-камеры, обычно с центром около 93 и 184 кэВ или 93, 184 и 296 кэВ.

Радиохимия галлия-68

⁶⁸ Ga образуется при распаде германия-68 с периодом полураспада 270,8 дня или при облучении цинка-68 на низкоэнергетическом циклотроне. Использование генератора означает, что запас ⁶⁸ Ga можно легко производить с минимальной инфраструктурой, например, на объектах без циклотрона , обычно используемых для производства других изотопов ПЭТ. Он распадается в результате испускания позитронов и захвата электронов на цинк-68 . Максимальная энергия излучения позитронов составляет 1,9 МэВ.

Смотрите также

• Индиевое сканирование
• Радиология
• Ядерная медицина
• Генератор галлия-68

использованная литература

внешние ссылки

• « ⁶⁸ Ga-DOTATATE» . Информационный портал о наркотиках . Национальная медицинская библиотека США.